Research on synchronous bi-directional A* algorithm based on sector field expansion

Research on synchronous bi-directional A* algorithm based on sector field expansion
Chen Wantong1a,1b
Diao Tianru1b
Jia Jiqing2
Qin Shiwei2
1. a. Key Laboratory of Civil Aviation Flight Wide Area Surveillance & Safety Control Technology, b. College of Electronic Information & Automation, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China
2. Qingdao Air Traffic Management Station of Civil Aviation of China, Qingdao Shandong 266041, China

摘要

In order to improve the safety and smoothness of flight, and solve the problems of excessive turning angle and too many search path nodes in the traditional A* algorithm, this paper proposed a synchronous bi-directional A* search algorithm based on sector field expansion. Firstly, this paper extended the hazardous area boundaries based on the raster map method. Secondly, it designed the A* algorithm based on synchronous bi-directional search, which dynamically defined the target nodes for forward and reverse search. Aiming at the problem of limiting search angles, this paper proposed a sector expansion strategy in 5×5 domain, and designed an evaluation function with double weight parameters to reduce the generation of redundant points. Finally, in order to verify the effectiveness of the improved algorithm, this paper selected square and irregular shape hazard areas for simulation. The results show that the improved algorithm searches for a smoother path. Compared with the results of the traditional bi-directional A* algorithm, the length of its search path reduce by 1.65% and 13.16%, and the number of its search path nodes reduce by 42.6% and 46.81%, respectively, under different shapes of hazard areas, which has a strong search efficiency.

基金项目

中国民航大学民航航班广域监视与安全管控技术重点实验室开放基金资助项目(202005)
国家自然科学基金资助项目(61901477)
天津市自然科学基金资助项目(19JCQNJC00800)
天津市教委科研计划项目(2020KJ011)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2021.06.0219
出版期卷: 《计算机应用研究》 Printed Article, 2022年第39卷 第1期
所属栏目: Algorithm Research & Explore
出版页码: 118-122,127
文章编号: 1001-3695(2022)01-021-0118-05

发布历史

[2021-10-08] Accepted Paper
[2022-01-05] Printed Article

引用本文

陈万通, 刁天茹, 贾吉庆, 等. 基于扇形领域扩展的同步双向A*算法 [J]. 计算机应用研究, 2022, 39 (1): 118-122,127. (Chen Wantong, Diao Tianru, Jia Jiqing, et al. Research on synchronous bi-directional A* algorithm based on sector field expansion [J]. Application Research of Computers, 2022, 39 (1): 118-122,127. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。

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